C语言程序设计课程是高等院校计算机专业基础课程之一,其教学效果直接影响学生在计算机方面的应用。
单片机技术与应用课程是一门综合性较强的学科,其中包含软件、硬件知识的应用,注重学生分析问题、解决问题的培养,逐渐成为机电教学中非常专业的一门课程。从目前来看,单片机课程教学存在很多问题,其主要问题有以下几点:首先,教学观念陈旧,缺乏现代化课程理念与创新意识,理论教学与实践教学处于两个不同的部分,由于教学目标与教学任务有所不同,教学形式偏离了理实一体的概念。其次,理实一体教材缺乏,当前职业教育单片机教材主要为学科教材的压缩版,对其中复杂、艰深的内容进行删减,但是并没有带来本质上的变化,教材主要有教师编写,仍旧以理论知识为主,忽略了实例的融入,不适合理实一体教学的有效发展。另外,学校教学制度存在问题,采取理实一体化课程需要大量的课前准备用作,课堂实施经验不足,课堂秩序难以进行把控,阻碍了理实一体教学的发展。与此同时,一些学生对此没有足够的认识,长期处于被动教学状态,逐渐对单片机课程失去兴趣,导致课堂有效性的下降。
3理实一体单片机课程教学的重要意义
理实一体化教学是职业教育深入改革的必然趋势,对于一些专业能力强、实操能力要求高的专业而言,在课堂教学中开展理论与实践相互结合的教学,能够将虚拟仿真与实践操作有效的结合起来,充分发挥各路资源具有的优势,提升课堂教学的有效性。通常情况下,理实一体化教学可以分为虚拟训练与实操两个部分,在虚拟训练的过程中能够让学生了解装置、设备、工艺流程等理论知识,而在实际操作中巩固自身的技术能力,提高操作技能水平,从而满足现代化社会对复合型人才的迫切需求。在传统的理实一体化教学中,虽然学生职业能力也得到一定的提升,但课堂教学时间有限,无法满足全部学生的操作要求,对于一些理解能力慢、操作不熟练的学生,很难通过课堂教学而提升自身的整体水平。随着多媒体技术的快速发展,理论结合实践逐渐向着理虚实一体化发展,这也预示着理实一体单片机课程教学的进步,通过这种虚拟与现实技术的相互融合,提高教学效率,解决传统理实一体化教学实训的局限性,减少学生操作错误导致机器损坏和人身伤害的'可能性,种种优势都预示着理实一体单片机课程的不断发展。
单片机课程实践教学的论文
1单片机课程内容与特点
一直以来,单片机的教学方法是多数学校及教师研究的重点,该系的单片机是以51系列单片机为基础,全面介绍了计算机的发展过程、单片机的组成及硬件结构、单片机的指令系统、汇编语言的设计及单片机的系统扩展及应用等内容,单片机的教学内容枯燥,要想使学生全面掌握单片机的知识并将其应用到实践当中,就必须理论教学与实践教学相结合,用生活中的实例来激发学生的学习兴趣、学习潜力,提高学生的学习效果。多年来,该系的单片机教学一直遵循高职教育教学规律,以学生的培养能力为核心,对“单片机原理与控制技术”课程进行了改� 本课程在体系上将理论知识与实践动手能力有机结合,注重贯彻理论为实践服务的思想,为充分体现技能训练为专业培养目标服务的原则,形成了与职业能力培养相适应的“教、学、做”一体化教学模式,对学生实行了以能力考� 教学过程中主要进行了以下研究:①对单片机课程进行优化整合,遵循高职专业“理论够用”为度的原则,建立科学、实用的理论教学体系和实践教学体系,在教学大纲中体现培养学生能力的重要性,注重学生的实践能力的培养。②教学活动中采用以学生为主体,引用生活实例充分调动学生的学习积极性,采用有利于提高学生能力的教学方法,进而提高学生的学习兴趣。③围绕培养学生能力这个中心,培养创新人才,进行教学方法和考试方法的改革。
2教学研究的改革与创新
2.1教学内容的改革
高职教育是一种以职业能力形成为中心的教育,实践教学的地位已经得到了大幅度的提高,理论教育为实践教学服务的思想在单片机课程中已经得到了贯彻。笔者在对电气自动化专业和数控专业人才职业能力需求进行调研的基础上,结合专家组的建议,根据学校的办学定位、专业人才培养目标来制订教学大纲,教学内容的选取对应于学生的能力基础状况,遵照高职教育“理论够用”为度的原则,紧密结合当地企业对单片机的应用需求和现实生活中单片机的应用实例,将单片机的理论知识与实践动手能力有机结合,在教学过程中,通过一些基础性的实验和综合性的实训来加强学生的专业实践能力,有利于学生持续发展。
2.2教学方法的改革
单片机原理与控制技术是一门实战性很强的学科,在课程教学中注重理论与实践的结合。采用了多种教学方法,达到了“精理论、重实践、会设计”的人才培养效果。2.2.1充分利用多媒体教学资源和计算机网络资源。在课堂教学中,采用多媒体课件,将本次课程所需达到的教学目标和实现此教学目标所需要的理论知识及实际操作步骤向学生演示,同时将重点的知识利用板书加以强调,使教学内容更直观、更生动,从而达到提高课堂教学效率的目的。在课外建立专用邮箱、QQ群进行交流。通过这些平台,学生获得大量的学习资料。另外,学生与老师之间、学生与学生之间的交流更容易,更容易拓展学生的知识面,解决疑难问题的机会增多。2.2.2项目任务驱动教学法。教学过程中,根据单片机在各行各业的实际应用,设置了一系列包含能力要素的项目任务,如模拟霓虹灯的设计、汽车转向灯的设计、点阵显示电子广告牌等。在教学中,通过完成任务的需求来学习基本知识和技能。
比如:利用单片机设计一个模拟霓虹灯的控制系统,要求用8个LED灯模拟城市夜空中霓虹灯的闪烁效果。这一任务要用P1口输入/输出和调用延时程序等知识,学生希望自己完成这个任务获得成就感,所以就产生一种想学的欲望。这时,学生在学习相关知识的时候就会更主动,更积极、更认真。完成这个任务后,老师对此任务再做修改,然后让学生相互讨论、自主完成。最后提出扩展性任务让学生课外训练。采用这种教学方法,不知不觉的就激发了学生的学习兴趣和学习的主动性,促进了枯燥的理论知识的学习,增强了课堂学习的效果。2.2.3“引-激-拓”课堂教学模式。“引-激-拓”课堂教学模式的特点是把课堂上学习的知识向课外延伸,给学生一个想象的空间。
引:课前引入学生感兴趣的生活中的实例,用此来吸引学生的注意力。激:用引入的实例激发学生的学习兴趣、学习的好奇心和本身的求知欲。拓:拓展教材上的知识点,增强学生解决实际问题的能力。2.2.4采用多种课堂形式。采用讨论课、小组交叉检查、课堂答辩,师生换位等多种课堂形式,促使学生对内容的关注和对理论学习的主动。同时,增强老师与学生之间、学生与学生之间的交流和互动,通过师生换位让学生经历不同角色的变换,获得检查别人与被别人检查的不同体验;获得当老师和当学生的不同感受,进而学会尊重自己,尊重他人。2.2.5培养学生主动学习能力。课堂是教学的主战场,学生是课堂教学的主体,以往传统的教学方法已经不适合当前的高职学生。所以在教学中要不断鼓励学生主动参与、勤于动脑,培养学生分析问题和解决问题的能力。使学生能带着问题听课,从听课的`“旁观者”向“参与者”的角色转变。在学习过程中,每个学生都主动参与方案讨论和工作步骤制定,承担小组中的各自工作任务,协作完成。
2.3考试方法的改革
考试是对学生知识、能力验收的一种手段,既要考核学生对课程相关理论知识的掌握,也注重考核理论知识在实践中运用的能力,更重要的是加强对学生实践操作技能的考察。改革考试方法,将过去的一张理论卷考核方式变为将学生的理论考试、平时成绩、实践操作等方面均纳入考核成绩的评定中,全面综合评定学生的实际能力。
2.4建立完善、适用的实践体系和基地
单片机课程理论教学与实践教学过程中,利用系里的各类实验室进行了较科学的实验,完全能够满足实验教学的要求。与此同时笔者所在学院先后与辽宁华兴机电有限公司、锦州市天华电力科技股份有限公司、盘锦市天华石油技术开发公司、利纳马汽车系统无锡有限公司、苏州科技园区乐波索罗公司等多家企业建立了校外实习基地。在实验室建设、专业建设、学生实习、科研项目合作等方面都开展了更为广泛的合作。单片机课程经过几年的建设,在师资队伍的配备、教育教学理念的确立、教学方法和教学手段的运用等方面,已取得一定成果,经过几年的研究与实践,形成了鲜明的课程特色,成果的应用取得了鲜明的效果,课程的校内外实验、实训室建设在校、系两级的支持下取得了大幅的发展,为培养学生的实践能力提供了很好的平台。该课程的实践教学为该系电气自动化专业和数控设备应用与维护专业的毕业生提供了一个良好的工作平台,为他们在工作中打下了一个良好的基础。
工程教育专业认证主要包括对培养目标、学生达到毕业标准的要求以及课程持续改进能力等相关建设,从基本上反映了社会的实际需求。江苏大学无锡机电学院重视培养学生的工程实践能力,支持单片机原理与应用的教学改革,主要从教学方法、教学内容、实验内容、持续改进4个方面展开。
2.1优化教学方法
按照工程教育专业认证“以学生为本”的原则,充分发挥老师的引导作用,实现“以学生主体,教师指导为辅”的理念。
2.1.1注重学生能力培养
在辅助和引导学生时,要注意分寸,避免手把手替学生解决问题。通过教师的适当引导来培养学生的发散和深刻思维,鼓励学生养成自己动手独立解决问题的能力。具体如下:在教学活动中,多采用启发、讲授和讨论相结合的方式,在与学生互相探讨的过程中,鼓励学生自主思考,并有意识地培养学生正向思维和逆向思维,引导学生对所学知识先理解,再应用。利用教师主导和学生反馈,在整个教学过程中调动学生主观能动性,注重结合工程实践,培养学生工程意识,提高学生独立分析解决问题的能力。
2.1.2教学内容与实际问题结合
基于单片机具体实例,注重课程综合应用的'特点。具体如下:为避免传统教学方法仅侧重系统和严谨性,而忽视应用性,多使用案例教学法。实际上,单片机原理中有相当一部分抽象难以理解的内容,都可采用案例教学法。例如,在学习单片机定时器相关内容时,围绕数码管秒表显示案例展开,通过向学生展示数码管显示的延时控制由定时器功能单元实现,学生很快体会到前面章节延时指令与新的定时器延时原理不同之处,有助对本章节的理解。在对具体案例的分析中可让学生体会单片机系统设计的全过程,巩固学生对基本概念和理论知识的理解和掌握。
2.2依据毕业标准优化课程大纲
明确培养目标,调整完善符合毕业标准的课程大纲。由于工程教育专业认证的核心理念是“以人为本”,首先需要明确培养目标,即充分考虑学生的实际情况。笔者所在无锡职业技术学院电气自动化专业针对大三上学期的学生开设单片机原理与应用课程,本课程对应的毕业要求是学生能够综合运用所学的理论和技术手段分析解决问题。
2.2.1调整教学内容
虑到刚进入大学三年级的学生专业基础相对薄弱,从学生专业背景出发,以学生毕业要求为导向,适当删减纯理论教学内容,调整实验实践内容比例。除了安排独立的单片机实验实践课程,还将原先8课时的实验增至12学时。在课程实践内容设计上,为使实验环节覆盖多个知识点,将较完整或经简化的实际工程项目分成若干实验环节,循序渐进逐步扩展学习内容,最后再加以组合重现完整的工程项目。
2.2.2制定覆盖毕业要求指标点的考核方案
单片机原理与应用属于应用实践性强的课程,若仍采用以闭卷考试单 考虑上述原因,本课程需要的考核方式,需要覆盖毕业要求能力指标点,并使评价结果尽可能真实体现学生实际水平。新的考核方式本着工程教育专业认证的理念,为达到客观体现毕业要求指标点,侧重多阶段测评和多方式考核,着重对学生整个学习过程的表现进行跟踪评价,考核内容围绕毕业要求指标点4-1“能够设计满足特定需求的电气系统并选择元器件,绘制电气原理图、元器件安装布置图、电气接线图,编制I/O分配表”和指标点4-2“能够针对系统编写软件程序,并采用科学方法进行模拟调试”展开,具体考核评分方法如表1所示。采用表1的课程考核评分方式,将终结性评价体系和过程性评价体系相结合,对学生单片机学习过程,及实践创新能力进行考核,全方位考查学生单片机学习情况,避免学生期末突击式学习,基本符合专业认证中对学生实践能力的需求。
2.3丰富实验内容
将计算机仿真技术引入单片机课堂教学中,丰富实验形式,采用单片机数字联调仿真。其中proteus软件是目前最好的模拟单片机外围器件的工具之一,可对多款单片机及相关接口芯片提供支持,并兼容keil等第三方编译开发软件,是对单片机应用系统进行辅助设计的全开发性仿真实验平台。教师引导学生在课堂教学同时搭建仿真平台,既能学习单片机应用系统硬件接线又能学习软件调试方法,比如可随时观察寄存器、存储器的变化以及程序不同阶段的运行过程,从而跳出传统实验箱固有电路的束缚,将以前单片机纯理论的抽象内容具体化。对学有余力的学生,以前他们课余想练习单片机时,要等实验室开放,很不方便,而仿真实验平台的搭建对硬件设备要求不高,每位学生课后可在自己电脑上安装单片机虚拟实验室,不仅提高他们学习兴趣,也对学习绘制PCB图和进行交互式电路仿真有极大帮助,从而激发学生的主动性,在不知不觉中引导学生自主利用课余时间学习,将仿真结果真正作用于实际电路,促进学生单片机应用系统的开发能力,有效实现了真正的“教学做”一体化。
2.4依据达成度指标持续改进课程
工程教育专业认证重要原则之一是持续改进,用以促进学生能力的持续提高,通过最终的达成度评价,来总结教学过程的经验和教训,有利教学质量的监督和反馈[7]。当结束本轮教学,教师应对本课程对应于毕业要求能力进行达成度分析,对本轮课程教学进行反思,并将结果运用到下一轮教学过程的改进中。以电气自动化专业“单片机原理与应用”课程为例,对电气工程自动化级和级同专业的该课程总评成绩进行统计分析。通过14级课程评价,发现学生对于硬件接线图和使用科学方法综合调试掌握欠缺,在后续课程教学中,针对性地增强实践、课程设计环节对学生动手能力的培养,并辅以分组形式进行练习和答辩。在后续15级本课程评价中,指标点4-1的达成度从79%提升到82%,指标点4-2的达成度从73%提升到75%,达到该课程改进优化的目标。
3结语
工程教育专业认证对于高等学校人才培养具有重要意义,本文针对“单片机原理与应用”在专业认证中的教学建设等相关问题进行分析与研究,通过加强对学生学习过程和学习能力的考核,以学生切实掌握单片机应用技术为目标,注重培养学生解决复杂工程问题的能力,为创新型应用人才需求提供保障。
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制药设备与车间课程设计的教学实践
摘要:《制药设备与车间设计》是制药工程专业的专业主干课、核心课和必修课,本文对该课程的相关课程设计从课程设置思想和教学目标、设计题目、任务要求、考核、教学环节等方面进行了教学实践与改革探索。
通过有益的尝试,学生能够正确的运用所学的理论知识,撰写规范的设计说明书,并绘制出标准的固体制剂生产工艺流程图、车间平面布置图等施工图纸。
学生的工程设计能力有了显著的提高。
关键词:制药设备与车间设计;制药工程;课程设计
制药工程是以药学、化学工程与技术、生物工程为主并相互交叉的新型学科[1]。
制药工程专业经十几年发展,开办院校目前已增至二百多所[2]。
《制药设备与车间设计》课程[3-5]是我校制药工程专业本科生的专业主干课、核心课和必修课,该课程的前身是《制药工程基础》,
xx年学校重新修订了制药工程专业本科生的培养方案,对该课程增加补充了车间设计等相关内容,将课程的名称改为《制药设备与车间设计》,强化了对制药工程专业学生工程设计等能力的培养,同时对该课程的相关课程设计的实践环节也提出了新的要求。
针对这些新内容和新要求,在本课程的课程设计环节我们进行了新的教学实践与改革探索。
1课程设计的设置思想和教学目标
(1)设置思想《制药设备与车间设计》课程设计在学习《制药设备与车间设计》理论课的基础上,通过课程设计,使学生熟悉制药工程设计的基本程序、原则和方法,
能够查阅国内外最新的技术资料、国家技术规范、正确选择公式进行设计计算,运用简洁的文字、图形和工程语言正确表述设计思想与结果。
(2)教学目标本课程设计是学生在先修了《机械基础》、《化工原理》、《物理化学》、《制药工艺学》、《中药药剂学》等课程的基础上,由《制药设备与车间设计》课程开设的实践教学环节,通过该教学环节可实现如下教学目标。
知识目标:本课程设计需要学生运用制药工程中各类典型设备的工作原理、基本构造及设计计算等知识,完成制药设备与车间的设计,通过该设计,学生应主要掌握工程设计的基本程序、原则和方法等知识。
能力目标:通过本课程设计,学生应获得分析和解决工程实际问题的能力和科学、严谨的工作作风,使学生逐步树立正确的设计理念,提高学生的工程计算能力、设计及绘图的能力。
素质目标:通过本课程设计,学生应获得初步独立从事制药工程设计的基本素质。
2课程设计的题目
本课程的课程设计安排在大四第七学期,完成《制药设备与车间设计》的理论课教学后进行,由于前置课程《中药药剂学》、《制药工艺学》、《化工原理》等相关专业课已经学习,学生对制药的整个工艺过程及相关设备已经有了一定的理解。
固体剂型是最常见的一种药物剂型,在药物制剂中约占70%,有散剂、颗粒剂、片剂、胶囊剂、滴丸剂、膜剂等多种剂型。
在车间设计类型中,我们选择了最常见的固体制剂车间设计[6-8],药物剂型选择了应用较广泛的三种类型片剂、胶囊剂、颗粒剂。
主药药物名称则每年结合学生在第六学期开设的《中药药剂学》的综合性实验的内容,在综合性实验中,学生根据实验的要求自主开展药物的选择、剂型的确定,查阅文献来确定药物的处方、制备的方法。
课程设计就
3课程设计的任务要求
本课程设计的时间是二周,要求学生在规定的时间内完成一份设计说明书的撰写和两张A1号图纸的绘制。
(1)设计说明书要求学生根据任务书确定的药物剂型,通过查阅文献自行确定固体制剂的生产工艺,用准确的语言描述整个工艺流程,绘制工艺流程的示意图(框图),在示意图上标注洁净区和一般生产区的具体划分。
根据任务书给定的年产量说明生产的年工作时间、生产班制、生产方式,绘制排班表,进行相应的物料衡算;然后依据工艺流程、物料衡算的结果进行设备选型及计算,绘制设备一览表。
设计车间的平面布置,要求对车间设计进行说明,包括人流物流走向、洁净区划分、人净物净措施、安全防火措施等,给出车间总面积、洁净区和一般生产区面积等参数。
最后列出主要参考文献,对整个设计工作进行总结。
设计说明书的撰写提纲举例:①设计任务;②设计概述;③工艺流程;④物料衡算;⑤设备选型及计算;⑥车间设计;⑦总结。
(2)图纸要求学生完成两张(A1)图纸的绘制,分别完成带控制点的工艺流程图(PID图)和车间平面布置图。
带控制点的工艺流程图要求标注出全部的设备、管件、阀门、管道等,车间平面布置图须注明设备名称、位号,标注各房间名称,在图中标注洁净区划分。
4课程设计的考核
课程设计成绩的评定综合考虑出勤、过程表现、课程设计图纸、说明书的质量和答辩情况等环节,最终成绩按优秀(90~100分)、良好(80~89分)、中等(70~79分)、及格(60~69分)、不及格(60分以下)五个等级进行综合评定。
设计考核的内容包括:设计说明书(说明书内容是否完整、正确,文字表达是否简洁、清楚)、图纸的质量(车间布置是否合理,图纸表达是否规范、正确,图面是否整洁、清楚等)。
具体评分主要从以下几方面进行评定:(1)查阅文献(10分):在课程设计任务书中仅给出生产药物的名称、剂型和年产量,具体的生产工艺需要学生通过查阅文献进行综合比较来确定,考察学生查阅文献资料,收集、整理、加工各种信息及获取新知识的能力。
(2)设计说明书(30分):主要考察工艺流程设计的合理性、物料衡算的准确性、设备选型及计算的合理性、车间布置设计方案的详细程度及书写语言的流畅性等。
(3)图纸质量(30分):考察工艺流程绘制、车间整体布局的合理性,图样绘制与技术要求符合国家标准,图面质量及工作量符合要求。
(4)答辩及过程表现(30分):在规定的时间内完成整个设计的要求,答辩时能用准确简洁的语言表述整个设计内容、准确回答提出的问题。
5课程设计的教学环节
(1)课程设计前期为了使学生能更好地完成课程设计,在课程设计开始前进行设计动员、提前下达任务书,进行有关说明。
将《生产工艺实习》课程与本课程设计相结合,带领学生参观学院和企业联合的实践教学基地,深入药厂的固体制剂车间,通过工程技术人员现场介绍指导加深学生对固体制剂车间设计的理解,将理论与生产实践相结合,更好地完成课程设计。
(2)课程设计中期在学生设计方案基本完成后,进行中期检查,审查学生确定的工艺流程、车间方案设计是否合理,如发现有问题及时进行纠正。
(3)课程设计考核答辩课程设计结束后进行答辩验收,主要检查设计说明书、图纸的质量,综合运用所学知识进行工程设计表述的能力。
对设计有误的地方,指导学生进行修改。
6结语
本文以《制药设备与车间设计》课程设计这门核心专业课程的实践教学为主要研究对象,从课程设计的设置思想和教学目标、题目、任务要求、考核、教学环节等方面进行了实践与探索,
通过有益的尝试,学生能够正确的运用所学的理论知识,撰写规范的设计说明书,并绘制出标准的固体制剂生产工艺流程图、车间平面布置图等施工图纸,学生的工程设计能力有了显著的提高。
参考文献
[1]姚日生,张洪斌,徐红梅,等。制药工程专业课程体系建设与教学实践[J]。化工高等教育,2002(3):39-41.
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论文单片机系统中的汉字显示
摘要:需要显示的汉字较多时,单片机系统中的汉字编码非常繁琐,单片机系统中的汉字显示。本文介绍一种直接利用PC机的汉字内码作为单片机系统的汉字编码,以简化系统的设计。
关键词:单片机 液晶显示器 29F040 汉字显示
引言
在现代工业控制和一些智能化仪器仪表中,越来越多的场所需要用点阵图形显示器显示汉字。通常的汉字显示方式是先根据所需要的汉字提取汉字点阵(如16×16点阵),将点阵文件存入ROM,形成新的汉字编码;而在使用时刚需要先根据新的汉字编码组成语句,再由MCU根据新编码提取相应的点阵进行汉字显示。在这种显示方式中,如果使用的流字数量较大或语句较多时,利用汉字的新编码组成语句将是一件十分繁琐而枯燥的工作。针对这种情况,本文提出了一种十分简单的方式——直接利用PC机的汉字内码作为单片机系统的编码。下面以8031单片机系统为例阐述如下:
一、硬件组成
本系统中采用香港精电公司的内置T6963控制器[1]的240128T点阵图形液晶显示器。该显示器1行为240点,能容纳16×16点阵的汉字15个,总列数为128点,能显示8行汉字。为了使用MCU操作可使用1片512KB的存储器(如本系统中的29F040)用来存储全部的国标16×16点阵汉辽、8×16的ASCII码点阵数据以及汉字语句编码数据,计算机论文《单片机系统中的汉字显示》。为了降低成本和减小体积,对于速度要求不是很高的场合也可采用大容量的串行数据存储器,如AT45DB041B。具体的硬件控制电路如图1所示(与汉字显示无关的电路略)。
由于29F040的`容量为512KB,而5031微控制器只能管理64KB的数据间,所以可将29F040分成16页,每页32KB,占单片机系统数据空间的8000H~0FFFFH(剩余32KB为单片机系统的其他存储器和外设)。页码由单片机的P1.0~P1.3选择。液晶显示器的地址为7FF8H~7FF9H。二、汉字显示原理及软件设计
UCDOS软件中的文件HZK16和文件ASC16分别为16×16的国标汉字点阵文件和8×16的ASCII码点阵文件,以二进制格式存储。在文件HZK16中,按汉字区位码从小到大依次存有国标区位码表中的所有汉字,每个汉字占用32个字节,每个区为94个汉字。在文件ASC16中按ASCII码从小到大依次存有8×16的ASCII码点阵,每个ASCII码占用16个字节。
在PC机的文本文件中,汉字是以机内码的形式存储的,每个汉字占用两个字节:第一个字节为区码,为了与ASCII码区别,范围从十六进制的0A1H开始(小于80H的为ASCII码字符),对应区位码中区码的第一区;第二个字节为位码,范围也是从0A1H开始,对应某区中的第一个位码。这样,将汉字机内码减去0A0AH就得该汉字的区位码。
例如汉字“房”的机内码为十六进制的“B7BF”,其中“B7”表示区码,“BF”表示位码。所以“房”的区位码为0B7BFH-0A0A0H=171FH。将区码和位码分别转换为十进制得汉字“房”的区位码为“2331”,即“房”的点阵位于第23区的第31个字的位置,相当于在文件HZK16中的位置为第32×[(23-1) ×94+(31-1)]=67136B以后的32个字节为“房”的显示点阵。
一、《C语言程序设计》精品课程建设中存在的问题
精品课程的建设,包含一系列的内容,建设周期长,工作量大。在《C语言程序设计》精品课程的建设过程中,我们发现下面一些问题。
(一)重视课程申报,忽视后期建设
由于国家和各省市目前对精品课程的支持力度较大,学校在精品课程的申请方面做了大量的工作,积极争取获批省级、国家级的精品课程,但是,在精品课程建设立项获批后,往往后期的建设无力,在建设上面的投入也很少,建设过程缺乏严格的监督与监管。
(二)课程网站的资源更新滞后
精品课程网站[2]是学生和教师使用并进行教学的平台。在精品课程建设过程中,随着知识的不断更新,网站上面的课程资源也要将新的知识囊括进去。然而,在很多时候,这些新的知识的更新在网站上往往要滞后相当一段时间。
(三)考核与评价机制[3]有待完善
精品课程建设以后,到底对于教学质量的提高有什么样的作用,精品课程的建设是否成功,这方面的考核与评价机制还比较缺乏。目前,学校把精品课程建设的评价标准往往地位于是否能申请到更高级别的精品课程,但是,对于学生的学习效果促进的一些评价详细指标仍然有待完善。
(四)精品课程的有关管理制度有待规范
精品课程建设过程,离不开规范的管理规章制度,可以做到有章可依。在《C语言程序设计》精品课程的建设过程中,应结合学校、学院的实际,制定系列的规章制度,规范课程的建设管理。
二、《C语言程序设计》精品课程建设注意事项
精品课程的建设不是一蹴而就,是一个长期的、复杂的工程。为了能够把精品课程建设好,结合上面提到的《C语言程序设计》精品课程的建设中存在的问题,我们认为,精品课程的建设有以下事项值得关注。
(一)加强师资队伍建设,谋求教学方法创新
教师是传授知识的执行着,本身素质直接影响到知识传授的效果。通过鼓励教师接受再教育、进修或深造,让现有教师的业务水平得到提升,通过引入新的高学历人才,能够充实教学队伍。教师要不断的进行教学方法改革和研究,创新教学方法,改善教学质量,提升内涵建设。
(二)加强资源建设与更新,扩大优质资源共享
精品课程的资源是知识传递的载体,直接影响学生获取知识的兴趣和效果。精品课程建设过程中,注重精品教材编写,重视多媒体课件[4]的编制,将新的知识内容、新的教学理念反映到教材与课件中,同时,内容丰富、构思精巧、布局合理的多媒体课件也更能吸引学生,有利于学生的自学,更容易扩大优质资源的共享范围,体现精品课程的价值。
(三)重视学生评价,完善评价机制
要注重精品课程建设效果的考核与反馈。学生是知识的接受者,能否通过精品课程获得相应的知识,应该说从很大程度上反映了精品课程的建设是否成功。重视学生的评价,接受学生的有价值的建议,有利于教师查缺补漏。建立精品课程考评机制,将考评作为精品课程建设中一个不可缺少的环节,有助于精品课程建设质量的进一步提升,避免建设中的形式化。
(四)规范规章制度,谋求管理水平提升
精品课程的建设应该有相应的规章制度,学校和学院可以通过建立一系列的规章制度,比如统一备课制度、专家听课制度、学生评教制度、同行听课评教制度、教学竞赛制度等,实现管理的规范化,提升学校管理水平,为教师做好精品课程建设,提高教学质量提供制度上的保障。
三、《C语言程序设计》精品课程网站在辅助教学中的应用
作为课堂教学的有益补充,学生可以在课下的任何时候随时的访问。学生通过查看课件,阅读教案,观看授课录像,与课堂中所学的知识进行印证和对比,查缺补漏。相对而言,优秀教师的授课对于学生有更大的吸引力,同时,授课录像往往是经过精心准备,反复录制的,其在授课上更具有特色。不仅如此,精品课程网站上还提供了大量的学习资源,学生也可以在线练习编程,随后就可以检测其学习的效果,完全不受限于课堂短学时的限制,对于学生来说,可以更好的刺激其学习的欲望。精美的演示动画,也有利于学生对于程序运行机理有更加深入的了解。程序竞赛等活动也鼓励学生进行团队协作,有利于培养学生的团队开发能力。总之,精品课程网站以资源的丰富性,学习的可重复性,更具吸引力的多媒体效果,以及可交流性和互动性,成为了课程教学的重要组成部分。
四、《C语言程序设计》精品课程教学质量评价
精品课程网络教学是课堂教学的一个补充,目前还无法完全替代课堂教学。一个因素就是无法保障且很难评价其教学质量。作为对《C语言程序设计》精品课程的网络教学的教学评价,我们主要从网站与教学资源的质量、教师学生评价、课程网站的利用率、教学研究与教学成果几方面来进行。
(一)网站与教学资源质量
精品课程网站是教师与学生进行网络辅助教学的平台,网站的建设质量对于教学资源的展示和教、学双方的使用有较大的影响。精品课程网站的栏目设置、界面是否美观、是否安全稳定是衡量网站建设质量的指标。同理,教学资源的质量优劣对于学习者来说影响更大。要重视课程资源的质量,拒绝粗制滥造、内容上照本宣科课件,防止其损害学生的学习积极性。要对教学资源内容是否合理、教学理念是否先进、课件是否精美、录像是否引入等影响教学资源质量的方面进行评价。
(二)教师学生评价
作为使用精品课程进行网络教学的双方,其评价结果是教学评价中最有影响力的因素。学生作为学习的主体,其评价反映了通过精品课程网络教学获得知识的满意度。教师作为教学主体,可以通过自身的评价、同行的评价、教学督导人员的评价提供教学效果的评价。评价手段多样化,可以采取在线问卷调查,在线评价系统,在线留言等。
(三)精品课程网站利用率
课程网站提供了学生与教师实现知识传递与交流的平台。该平台的利用率可 我们可以通过利用率判断教师与学生对其利用的程度,利用率越高,说明教、学双方通过平台进行知识交流与传授的效果就越好。这也有助于防止虚假评价的产生。
(四)教学研究与教学成果
教师不断进行教学方法、教学手段与教学模式的改革,将先进的理念用到教学和精品课程建设中,最终以教学研究和教学成果反映出来。教学研究与成果有助于学生能够及时获取新的知识,能够从一定程度反映教学质量的效果。
五、结束语
精品课程建设的浪潮已经席卷各个高校。精品课程对于优质教学资源共享,促进学科建设具有极为重要的意义。本文结合《C语言程序设计》精品课程建设情况,讨论了精品课程的建设意义与存在问题。研究了精品课程的建设注意事项与教学质量评价。加大精品建设力度,进一步推进教学改革,促进优质教学资源共享,对于《C语言程序设计》教学必将产生巨大的促进与改善。
摘 要:一般在较大的程序设计当中,如果把汇编语言与高级语言程序结合起来使用,把两种语言的优点都发挥出来,充分利用两种的优势,进行混合编程,则可以很多的难以解决的难题。在程序设计的实践当中,C语言和汇编语言可以相互调用,C语言可以调用汇编语言,汇编语言可以调用C语言,也可以把其中一种语言程序嵌入到另一种程序语言当中。本文就是探讨把C语言与汇编语言两种语言进行混合编程,实现两者的最佳组合,从而解决一些实践难题。
关键词:汇编语言;C语言;混合编程
汇编语言的优势就是速度快,占用存储空间不大,而且可以随时控制硬件,这些优点是其它的程序语言无法取代的。汇编语言也有不足之处,就是在高级程序的编写与调试时存在着较大的困难,特别是在处理一些数据或者一些混合运算时显得更加困难。
C语言,它的优势就是在于功能全面,表达形式多样且灵活,开发使用效率很高,具有其它高级语言无法具有的优势。通常在软件开发过程中,大部分程序采用高级语言编写,以提高程序的开发效率;但在要求执行速度快、占用空间少或要求直接控制硬件的场合,则利用汇编语言编写,以提高程序的运行效率。
1.汇编语言和C语言混合编程的方法
C语言和汇编语言混合编程的具体方法有以下几种。
2.1 参数传递
汇编语言程序和C语言程序在调用时会涉及到参数传递,一般采用堆栈进行传递。在汇编语言中将BP作为基址寄存器,调用程序先将来自于C语言程序中的参数依次压入堆栈中,然后当需要使用这些参数时,再用BP加上不同的偏移量依次对堆栈中的数据进行存取操作。
2.2 调用关系的确定
对于将要涉及到调用的过程或函数需要事先说明和建立调用与被调用关系。被调用的过程或函数应预先说明为外部类型,以便被外部模块引用,而调用程序也需要在程序中说明将要引用的外部模块的名称。在说明调用关系时还应根据不同的存储模式确定相应的汇编语言格式。C程序小模式对应汇编程序的近类型过程,而C程序大模式则对应汇编程序的远类型过程。
总而言之,汇编语言和C语言的混合编程方法可以使汇编语言与C语言之间取长补短,充分发挥各自优势,相互交叉调用,进行参数传递,共享数据信息和数据结构,使由此开发的软件更实用、更安全可靠,使开发和编程工作达到事半功倍的效果。
参考文献:
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[5] 宋金华。 汇编语言和C语言在图形处理中的综合应用[J]计算机与信息技术, 2009,(Z2) 。
高校单片机实验教学的改革初探的论文
【摘要】本文分析了目前高校单片机实验教学中存在的不足,并从教学内容和教学方法两方面提出了单片机实验课程改革的一些思路。教师只有不断丰富教学内容,改进教学方法,才能培养学生的动手能力和创新能力,实现教与学的最佳统一。
【关键词】单片机;实验;教学改革
单片机又称微控制器,是微型计算机的一个重要分支。由于单片机具有功能强、体积小、可靠性好、价格便宜、应用灵活等特点,因此广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域,可以说单片机已经渗透到我们生活的方方面面。目前高校的计算机类、电子类、控制类等专业都开设了单片机课程。该课程是一门理论性和实践性都很强的课程,因此实验教学应该占很重要的地位。然后,目前很多高校中单片机实验教学存在问题,如何通过改革单片机实验教学的内容和方法,充分调动学生学习的积极性,进一步发挥他们的主观能动性和创新能力,成为了本学科实验教学的重中之重。
1.单片机实验教学的现状
大多数高校在单片机课程的理论教学中,先介绍单片机内部结构和引脚、再讲汇编指令系统和汇编语言程序设计、然后讲存储器扩展、最后讲单片机系统的扩展和各种外围芯片的应用。实验课一般在汇编语言程序设计讲完之后才开始进行。实验课设置存在以下问题。
1.1实验设备不能锻炼学生的动手能力;实验教学一般使用教学用实验箱,实验箱在出厂时,已经把单片机和外围芯片的大部分接线连接好了。实验时,学生按照实验指导书给出的接线图、实验方法和步骤操作,通过安装在pc机上的仿真软件,把汇编程序输到pc机上,然后通过串口通信,把编译好的机器码传送到单片机实验箱。实验结果通过pc机、示波器、万用表以及其它一些辅助设备观察。
这种实验箱性能稳定,避免了学生自己搭建实验设备带来的不确定性,从―定程度上可以让学生尽快熟悉和进入实验环境。但是,它缺少培养学生的动手能力、创新能力和综合运用知识的能力,也不利于进一步激发学生的学习兴趣和主观能动性。本来单片机的内部结构就看不见摸不到,学生们学起来感觉很抽象,再加上实验箱中单片机和外围芯片的连接也早已经固定好,所以很不利于学生们掌握单片机和其它芯片的连接。甚至有的同学做完了实验,竟然不知道单片机在本实验中起到什么作用。
1.2实验课时少;由于课时限制等因素,单片机原理与应用实验学时很少,一般在8-12个课时左右。其中入门实验、软件实验和验证性实验至少要占4个课时,所以设计型和综合型实验开出率不高,其结果是学生对所学的知识缺少一个整体的了解与认识。
1.3学生在思想上不重视;我国目前的文化教育,重视理论轻视实践,这造成了学生们从小就重视理论知识的学习而轻视动手实践。另外,在考核方式上,实验课一般作为理论课考试分值的一部分,即使实验课单独考核,往往也只占很少的学分,并且只要写过实验报告就基本可以通过。久而久之,大部分学生也滋生了重视理论课程轻视实验的思想。
通过以上分析可以看出,目前单片机的实验教学显然不利于培养学生的动手能力、创新能力和综合运用知识的能力,也不能进一步激发学生的学习兴趣和主观能动性,学生普遍反映单片机这门课太难学或者没有收获。为了适应当今社会对单片机行业人才的需求,必须对单片机实验教学进行改革。
2.单片机实验教学的改革
针对单片机实验教学存在的问题,可以从以下几个方面进行改革。
2.1教学内容的改革。
2.1.1增加c5l的编程训练;目前教学中,单片机的开发采用汇编语言。汇编语言是一种面向机器的语言,其汇编指令与机器指令一一对应,要想完成某种操作,就必须考虑计算机的硬件如何工作。由于汇编语言程序要安排运算的每一个细节,这就使得编写汇编语言程序比较繁琐、复杂。一个简单的计算公式或计算方法,也要用一系列汇编指令一步一步来实现。另外,调试汇编语言程序要比调试高级语言程序困难得多。
现在市场上单片机开发己经普遍采用了c51高级语言。和汇编语言相比,c51高级语言具有程序结构清晰、可读性好、易于维护等优点,一条c语言相当于几条汇编指令,完成同样功能程序的行数也大大缩小,更便于复杂算法的实现和调试。c51与c语言十分类似,通过先修课程c语言的学习,学生已经有一定的基础,学起c51会很快入门。所以为了提高学生的学习兴趣和开发能力,我们可以在实验中给学生增加c51的编程训练。
2.1.2protues软件的学习;proteusisis是英国labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件,运行于windows操作系统上。它支持主流单片机系统的仿真,如68000系列、8051系列、avr系列、pic12系列、pic16系列、pic18系列、z80系列、hc11系列以及各种外围芯片。还可以仿真模拟电路、数字电路、rs232、i2c调试器、spi调试器、键盘和lcd系统、各种虚拟仪器等。同时由于在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能,同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态,因此在该软件仿真系统中,也具有这些功能。
在单片机的实验教学中,可以让学生自学proteus。
学生学习了proteus之后,可以在课余时间利用这些虚拟工具完成一些实验题目,整个过程如同操作硬件仿真器一样。过去需要到实验室操作电子仪器设备、电子元件才能完成单片机等实验,现在只要一台电脑,就可在该软件环境下快速轻松地实现。对于学习单片机的学生来说,拥有一台计算机和一套proteus软件,就可以随时随地开展单片机的学习了。
2.1.3实验内容的调整;目前市场上单片机实验设备种类繁多,但总的来说,都能够完成相关的软件实验和硬件实验。在教学中,我们可以把实验分成入门实验、软件实验、验证实验、设计性实验及综合性实验五部分。入门实验主要是完成对单片机仿真实验箱的硬件结构及相应的集成开发环境的熟悉。软件实验可以帮助学生尽快掌握汇编指令,提高编程水平,这类实验可以选择外部ram数据传送、数据区清零、数据排序等让学生们练习。验证性实验所用的例子应该与实际生活相结合,实验指导书给出实验要求、实验步骤、相应连线以及软件程序,让学生按实验指导书实现相应功能。比如我们可以给出8155控制交通灯的实验让学生们验证。通过验证性实验,学生们可以进一步了解单片机及外围芯片的作用,提高学生的学习兴趣。设计性实验,可以培养学生实践动手能力及创新能力。这类实验可以选择利用p1口进行输入输出、利用定时器进行定时、利用中断系统进行工业现场控制、利用a/d,d/a芯片进行转换、利用串口进行两机通信。实验指导书只列出各个实验项目的目的、要求和原理性的说明,学生在实验过程自行设计完成任务。综合性实验要求学生要有广阔的知识面,要对所学知识有较全面的掌握。开设综合性实验的目的,是为了提高学生的实验技能和和培养学生的创新能力。实验的项目包括:电子音响、led点阵显示、数字温度传感器、逻辑加密ic存储卡读写等实验。在进行这部分实验的过程当中,学生可任意挑选感兴趣的实验项目,自行在课余时间完成。在实现此类实验过程中,学生们可以利用所学的c51编程和proteus软件来帮助完成任务。
2.2教学方法改革。
2.2.1提高学生学习单片机的兴趣;为了提高学生对单片机课程的学习兴趣,可以在刚开课时给学生布置课下作业,让他们在网上搜索单片机的用处以及列举他自己身边单片机的影子。或者邀请有单片机开发经验的技术人员来学校作有关单片机的讲座,使学生了解单片机在工业控制、智能化仪器仪表、计算机外部设备、计算机网络与通讯技术和家用电器等领域的应用。当学生们明白了单片机的作用,尤其是看到广阔的就业前景之后,学习兴趣自然就会提高。
2.2.2用目标教学法促进学生学习;目标教学法是指提出教学目标,通过努力实现目标,达到教学目的'的一种教学方法。在教学过程中,教师以教学目标为导向,整个教学过程围绕教学目标展开。在教学目标的刺激下,学生为实现目标而努力学习。这种方法的突出特点是教学活动过程中确立以理论为实践服务的指导思想,注重知识的实用性,有的放矢地培养学生,倡导教学过程中师生间的互动性,并以此来确保教学目标的实现。教学过程一般分为制定目标―展示目标―实施目标―检测目标―矫正深化达成目标等几个阶段。
将这种方法应用到单片机实验教学中,可以引起学生的兴趣,提高学生独立思考能力和解决问题的能力。实施时,教师先制定本次实验要实现的目标,并在实验室演示目标问题的实际运行过程。然后,让学生从硬件设计部分入手,再到软件编程,使软、硬件相结合,最后,由老师进行检查,指出软硬件设计过程中不合理的地方,由学生进行修改,从而完成单片机实验课的整个过程。在实施的过程中,老师可以引导学生将实际应用与所学的知识点、指令、原理紧紧地联系在一起,使学生清楚地了解理论知识在实际应用中的作用。在解决问题的过程中,学生置于实际问题之中,使学生可以清楚地认识到单片机的原理、概念在实际生活中的意义。这对于激发学生的学习兴趣,培养创造能力及分析、解决问题的能力极有益处。
2.3增加实验学时数。单片机是实践性很强的一门课程。单片机实验是掌握单片机应用技术不可缺少的重要环节,对理工科大学生实践能力和创新能力的培养起到至关重要的作用。笔者认为应该增加实验课学时,让学生有尽量多的时间在实践中进行学习,如果再配合目标教学法,很多理论知识点完全可以从课堂上的理论教学转移到实验教学中。当然这也利于综合性设计实验的开展。
2.4实验考核模式的改革。目前,很多高等院校对单片机这门课程只有理论考试没有实验考核,有的院校即便有实验考核,也只是仅看本学期实验课所做实验的实验报告而已,不进行任何考试。要改变单片机实验教学的现状,就必须把理论与实验分开,分别考试。考试虽然不是检查和促进学生学习的唯―手殴,但是不考试会给学生造成―个误区,认为实验课不重要,因此也就不会认真学习。因而笔者在参考了其他一些高校的做法后认为。在做完所有实验之后,我们进行一次考试。教师事先拟定好几个题目,题目的内容与本学期所做实验的内容相近,由考生抽签来决定自己做的题目并当场于规定的时间内完成。考试时,学生可以带课本、以前写好的实验报告等资料。考试成绩由教师检查实验结果后给出。期末实验课成绩由实验课考试成绩(占80%)和平时出勤情况、实验报告提交情况(共占20%)进行综合评定给出。
3.结束语
由于单片机本身软、硬兼备的特点,在单片机课程的教学中,实验环节直接关系到教学效果的好坏。本文分析了目前高校单片机实验教学中存在的不足,并从教学内容和教学方法两方面提出了单片机实验课程改革的―些思路。随着单片机技术的迅速发展,教师应不断调整教学理念,丰富教学内容,改进教学模式,调动学生学习的积极性,培养学生的动手能力和创新能力,实现教与学的最佳统一,以适应科技时代不断发展的需要。
参考文献
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[5]鲁晓丽,张国辉.单片机实验教学改革的探索[j].黑龙江科技信息.2008,35:269―270
医学院校中单片机课程设计的思考论文
【摘要】通过《单片机》课程内容及形式的一些探索,探讨如何使该门课程更具专业趋向性,提高同学们的学习兴趣,并形成专业知识的系统化概念。
【关键词】单片机;医学;课程
【中图分类号】G642
【文献标志码】A
【文章编号】1004-676303-0041-02
随着嵌入式系统软硬件的发展,“智能化设备”、“可穿戴设备”等概念渐渐被人们所熟悉。单片机作为嵌入式系统的核心芯片,其相关技术伴随着广泛的应用取得了飞速的发展。在各大工科院校中,《单片机》都是一门重要的专业基础课程,目的是使同学们掌握单片机的系统开发知识,熟悉嵌入式系统的测量和控制原理,为以后的产品设计等打下基础[1-2]。然而,在部分特色院校,比如医学院校的生物医学工程专业,我们希望使单片机课程更有专业趋向性、趣味性,引导同学们从理论走向专业实践[3]。从高中到大学,从多年学习几门课程到一学期十几门新课,且同时都是从基础理论开始,大学的课程容易让同学们感到繁杂,考一门丢一门的现象十分普遍。因此,我们在各阶段授课中都注意相关课程的系统性,让理论知识形象化,易于学生接受,同时把各知识点跟专业实际应用相联系,让同学们切实认识到其实用性[4]。
比如,在概述性质的第一次课,将“智能化设备”以人体来做类比,五官对应传感器,大脑对应中控核心(超级计算机、PC以及单片机等),神经对应通讯系统。这样简单形象的类比一是让同学们立即了解到虽然之前没有接触过单片机这个名词,但实际就是计算机的一个分支,并不是一个全然陌生的新设备;另外,也形象地跟《传感器》、《通信原理》等课程建立了联系,传感器、通信技术和计算机技术是现代化信息技术的三大支柱产业,基本上各工科专业都会开设相关课程,也是嵌入式系统产品设计会涉及到的必不可少的知识体系。通过形象化的介绍,同学们可以了解各门课程的应用方向,在开始学习这些相关课程时,能更快地抓住重点,有目的性地去掌握知识并系统应用。《单片机》是一门软硬件相结合的课程,在软件部分,跟其他任何计算机语言一样,会介绍指令及常用程序。这些程序除了改用汇编等指令来完成之外,本质上都很类似,而且单片机采用精简指令集,指令本身相对来说非常少且容易掌握,因此,我们将重点放在指令实例的情景化,方便同学们举一反三,增强实用性。
通过这样一个实际的示例,可以让同学们将理论和应用直接联系起来,明白这些平实而基础的理论知识就是身边各种设备的原理,并不是那么复杂而遥不可及;也可以开拓大家的思维,将其它所见到的“智能化设备”功能分解还原,或者利用单片机去做一些小改动;同时,也将单片机跟传感器联系了起来,让同学们对二者的联合应用有一个直观的认识。不断通过这些形象化的类比,在大家对单片机在医学设备上的应用有了直观认识以后,我们会通过综合性设计实验让同学们进一步的提升。这些实验的选题跟在研医学课题相关,也可以由同学们提自己感兴趣的题目,并根据实验状况进一步申请创新课题,或者延伸至毕业设计题目。单片机作为嵌入式控制系统,这样的课题往往还涉及到《电路原理》、《传感器》等其他相关科目,间接地提升了大家对相关课程的关注度,对各科知识能系统性地掌握,也不会考完就遗忘。医工专业的学生很多会进入公司做医疗产品的研发,或者在医院的设备科工作,这些简单的医疗小设备小产品的开发经验,也为以后从事相关工作打下了基础。《单片机》是工科专业的一门基础专业课,我们努力将其与专业发展相联系,培养同学们将单片机运用到医疗器械设计的兴趣,增强了大家对相关专业课程的系统性掌握,加强了理论知识与实际应用的联系,提升动手能力,为社会培养更多合格的专业人才。
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职业院校机电专业单片机课程改革设计论文
摘要:对以往传统式的教学进行课程改革,用教学机器人(宝贝车机器人)平台作为实践载体,激发学生的学习兴趣。本文从信息化收集、实践教学设计两大方面阐述了改革的具体内容。
关键词:单片机。互联网。教学机器人。改革
1、职业院校的机电专业人才培养目标
机电一体化专业涵盖较广的范围,职业院校培养的人才要政治坚定、德技并修、全面发展,适应《中国制造2025》的发展需要。具有扎实专业基础知识、良好的专业素质、精益求精的工匠精神。掌握机电设备的安装、调试、运行、维护、设备生产及品质控制等制造类行业必备的知识和技术技能,面向机械制造领域的高素质劳动者和技术技能型人才。单片机课程作为机电一体化专业核心课程,培养学生能遵守安全操作规程的能力,进行智能电子产品生产、检测、维修和简单设计,可以使用常用软件进行设计。
2、单片机课程情景
单片机课程是建立在机械工程上,并借助智能化进行优化,与其他课程相比,它在设计环节应全面彰显科学性与实用性。单片机功能强大,使用灵活方便,应用面广,成本较低,尽管学生和老师都十分重视单片机软硬件的学习,并倾注了大量的学习时间,从传统式的填鸭式教室学习,现在大多数的职业院校课程都改成了教室与实验室相结合的教学模式,但是在教学效果却不理想[1]。究其原因,无外乎以下三点:
1、实践项目枯燥,没有挑战性和竞技性,学习效果自然大打折扣。
2、从教学设备而言,一般院校都采用试验箱产品结构操作简单,使用少量元件,达不到培养学生的动手实践操作能力的效果。
3、单片机硬件练习不够,软件编程语言涉及的概念比较复杂,规则较多,使用灵活,容易出错。针对以上问题提出对单片机课程进行改革,建议以一个成品作为实践课的成果,而不是实验箱的操作。因此,经过社会及生活考查,辅助以教学机器人(也叫宝贝车机器人)作为实践载体,这样能够使学生在对教学机器人的编程及硬件电路的连接过程中边做边学,最终完成一个智能机器人的成品。
3、课程改革实施内容
3.1 信息化采集
任课教师利用除上课时间,录制每个知识点的微课,所教班级建立微信群或者QQ群,任课教师把上课的知识点的微课上传至群,也可以生成二维码发给每个群,让学生在上课之余可以利用微课来进行预习、学习、复习。这样做便于学生循序渐进的'学
3.2 实践教学设计
单片机技术使用的是一些典型的缩微机电一体化系统模型,包括机械结构、数电模块智能控制模块等。机器人教学平台作为实践载体,配合课程竞赛或校级、省级竞赛,让单片机的学习变成一个快乐的体验过程,能够提升学习的效率,达到事半功倍的效果。
1、过程设计。实践要做到由浅到深的设计,所以本课程可通过以下步骤来进行实践:①提前让学生进行微课预习,课堂上针对任务所用知识点给予理论知识讲授。②硬件连接。根据所安排任务课程,给予学生进行指导,选择所需元件,进行示范连接并讲解工作原理。③软件任务。指导学生进行软件C语言的学习,具体做到如下步骤:寻找所需编程软件对应软件下载器(ISP)软件。连接机器人上教学板块ISP口接到PC,进行编程讲解所需任务的程序,指导学生正确录入。连接串行口,以便调试和交互,用编译器编译生成可执行文件Hex,下载到单片机上。此时任课教师需同学生们进行互动,观察机器人单片机教学板的执行结果,教师指导学生查错、改错,最终达到预期效果。最后完成后断开电源展示每组成果,教师给予评价,学生进行自评价。
2、实践教学内容设计。实践内容的设计要想吸睛,那么每个任务设计起来要活跃,同时要激发学生潜在的发散思维,做到举一反三。具体内容设计如下:机器人做算术(知识点:C语言的基础知识)。让机器人动起来(知识点:伺服电机和C语言的编程)。函数与机器人运动控制(知识点:单片机C语言的函数学习)。机器人的触觉导航(知识点:接触型传感器作为输入反馈与C51单片机的编程实现)。机器人红外导航(红外传感器作为输入反馈与单片机的编程实现)。机器人循线竞赛。机器人智能搬运竞赛(综合本学期课程做出最终成品机器人)。
4、教学评价与意义
随着科技的发展,人工智能技术的愈加先进,教学机器人的平台强调学生的动手能力,能够让学生摆脱实验箱的模拟操作,成为一个直观、有趣、综合性强的设备。教学机器人的机械、控制、传感器和软件等四大组成部分均可以实现满足开放和扩展的要求,并能够与各个层次的教学课程紧密结合,落实教育部提出的理实结合的职业教育教学和训练要求。
5、结束语
综上所述,教学机器人作为平台的实践教学能够将互联网结合运用到课程中,融合智能技术对学生进行启发式激励式教学。目前,我校已开展这种教学平台,事实验证这种模式能够提高学生的自学能力、实践能力,相信这种课程设计能够促进职业院校学生的综合能力。
参考文献:
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单片机原理及应用课程革新的反思论文
1课程改革的目标
《单片机原理及应用》课程是我院计算机类专业、应用电子专业、电子信息技术专业、微电子专业、电气自动化专业及机电一体化专业的一门专业核心课程,课程开设的范围广课时量大。所以对《单片机原理及应用》课程进行全面改革是非常必要的,依据高等职业教育的培养高级技能型人才的特点和要求,按照企业行业的工程标准(《单片机设计师职业认证资格》)对原有的对单片机原理、汇编语言设计、单片机C语言程序设计应用及PCB电路设计的内容进行重新规划,让学生的知识水平和职业技能与职业岗位实现无缝对接,培养出符合企业要求的高级单片机技术人才,具体目标如下:
1.1知识目标
使学生熟练掌握单片机的基本原理;汇编语言、单片机C语言程序设计的步骤和方法;使学生能够读懂和看懂单片机工程应用中稍微复杂的电路图。
1.2能力目标
培养学生硬件电路设计能力、程序设计能力、软硬结合综合设计与调测能力;掌握单片机的开发过程和开发工具,掌握软件模拟和硬件实时仿真;掌握单片机的仿真技术(PROTEUS、KEIL),能设计、制作和调试单片机基础级产品。
1.3职业目标
了解本课程的作用和市场需求;培养学生分析问题、解决问题的能力;能有效地设计开发和完成开发任务;了解单片机市场和新技术新产品的最新发展趋势。最后,通过本课程的学习能够获得《单片机设计师职业认证资格》(中国信息产业部颁发)证书,为学生顺利进入优秀组织,建立崇高的职业信誉,获得优越的职业发展机会具有极大的帮助。这也正是职业教育的目的所在“:学有所长,学有所用”,以技能带动职业,用技能获取岗位。
2课程改革解决的主要问题
2.1教学团队的更新
本门课的代课教师大都是从学校到学校,没有在企业开发项目的工作经验,为了实现学生知识和技能与企业职业岗位的无缝对接,课程改革实施过程中聘请企业行业专家担任部分理论教学、学术讲座等,让学生了解单片机市场和新技术的最新动态。
2.2教学内容的更新
提炼单片机原理、汇编语言、C51程序设计及电路原理的知识点,以“够用”为原则,以职业岗位为导向,以单片机设计师职业资格为标准,合理设计教学内容。
2.3教学安排和组织的更新
改变原来板书加实验的教学组织,使用一体化教室进行理论讲授、工程项目原型模拟仿真、开发实际的工程项目、项目考核四个阶段重新进行教学安排和组织。
2.4教学方式的更新
摈弃以往每周一次理论一次上机,后期一周实习的教学方式,通过一体化教学、引导式教学、项目化教学、“做中教、做中学”工学结合的模式,更新了教学方式,使教师和学生共同参与教与学的整个环节。
2.5考核方式的更新
不再进行期末的笔试考试,课程教学设计将注重学生职业能力培养,体现过程性评价,把学生自评、同学互评和教师点评相结合。
2.6教材的更新
以往使用的教材大都偏重理论知识和原理的讲解,实训内容与职业岗位的要求有一定距离,所以在课程改革的实践中,收集并分析单片机设计师职业资格标准,聘请行业企业专家与校内教师共同开发工学结合特色教材。
3课程改革研究的重点
《单片机原理及应用》课程是电子信息大类专业的核心能力课程,是一门理论性、实践性和实用性都很强的课程,是基于职业岗位能力的学习领域课程。通过该课程的立项课程组组员致力于如下几个方面的研究:
3.1精简课程内容
按照中国电子产业部《单片机设计师职业资格》的标准重新规划课程内容,以“够用”为原则,以职业为导向,以任务驱动为主,项目设计开发和主线进行[1]。
3.2教师团队融合
本课课程实施过程中,除了本校教师授课指导外,不间断的聘请企业行业的专家进行授课,学术讲座等。同时让教师了解企业的文化、单片机产品的市场及最新的技术动态,提高业务能力。教师、学生和企业专家进行面对面的交流,互相了解,互相提高。
3.3探索工学结合模式
根据单片机课程的特点,以“学生为主体,能力�
3.4制定课程考核体系
在实施教学方案的过程中要注重学生职业能力的培养,体现过程性评价,即项目准备、项目实施、项目验收、项目总结四个阶段全程跟踪式的。考核评价,并把学生自评、同学互评和教师点评相结合。
3.5学生技能和职业岗位的无缝对接
学生学习理论知识的技能的锻炼基本上都是在学校进行,尽管有企业行业人员的参与,但是与真正的工作环境和工作任务相比还有一定的距离。所以有必要以行业的标准对学生进行严格要求和训练,让学生在工作上岗前就已经熟悉行业标准,具备相关的职业素质和能力,实现学生技能和职业岗位的无缝对接。
4课程改革研究的创新点
单片机课程的改革已经进行过三次,第一次是纯理论向理论+实验(实验仪上进行)的改革,第二次是理论+实验(实验仪上进行)+课程设计周的改革,第三次是理论+实验(实验仪和软件模拟仿真同时进行)+实训周(完成简单单片机系统的实物),每一次的改革有它的特点和亮点,也对教学效果有所提高。根据高职教育人才培养模式的要求,以“学生为主体,能力�
4.2校企合作开发课程
课程团队深入企业广泛开展调研,收集并分析有关行业企业职业资格标准,引入行业标准即《单片机设计师职业资格》标准,课程内容进行重新规划[3]。
4.3工学结合的教学模式
在课程改革过程中实施“教、学、做”为一体的教学模式,以实际工作任务为中心实现“做中教”、“做中学”。
4.4开发工学结合的教材
课程组成员在改革的过程中要不断的总结,不断的积累,通过扎实的企业调研和市场调查,根据学生的水平和职业岗位的需要编写出一本工学结合的特色教材。
4.5制作单片机系统实物
凡是教学过程的项目最后均经过仿真调试和面包板调试制作成实验板实物,最后进行封装整理,可以做为后续班级的教学模具展示。
5结论
通过上学期在我院微电子专业试点班进行的单片机改革的成效来看,无论从教师的教学水平,还是学生的动手实践能力,以及企业人员的参与度来讲都有了很大的提高。借着学院创建国家示范院校建设的契机,充分利用学院划拨的专项经费,进行企业行业调研,购买制作单片机系统的电子元器件,充分体现了民主性,开放性和职业性。
单片机基础课程教学改革的核心思想论文
1.1从知识点讲授到以系统设计为主线的教学改革
我国高校在2世纪8年代初开始在少数高校开设单片机课程,面向电子和计算机专业高年级本科生和研究生,教材内容基本是单片机生产商提供的技术手册、汇编程序设计和计算机原理与接口技术的综合体。目前单片机教材虽然较多,但基本延续了这种传统的教学思路,即以单片机的知识点为主线进行单元技术教学。随着单片机教学在各层次学校的广泛普及,这种教学思路显现了明显的不适应。系统设计性内容缺失和细节内容深度不够,使一般学生在实际应用过程中仍然会遇到许多迷茫的问题。
目前单片机基础课教材的一个普遍性的问题是教学集中在分散的各个点,而对单片机系统整体结构性考虑不够;重在局部和单元模块,缺乏组织成项目的考虑。这种问题严重地体现在系统软件设计中,一般学生会做例题和作业,不会设计解决实际任务的'系统软件。因此,单片机基础课程教学改革的一个重点就是从知识点讲授到以系统设计为主线,基于课程整体性并结合项目系统整体性考虑实施单元教学,重点提升学生系统性、综合性设计能力。
1.2单片机与其它课程教学形成良性互动
在目前课程体系中,考虑到知识衔接关系,单片机课程在模拟电子技术、数字电路、计算机组成(微机原理与接口)、汇编程序设计等课程之后,一般安排在第6学期。这个安排的问题是学生实际综合应用及拓展学习的时间较短。这在单片机进入我国高校的早期阶段仅高端学生学习的情况下是合理的,在目前单片机普及教学情况下,作为工具和重要的学科基础课,单片机课程应尽早让学生掌握,对其熟练和提高系统设计能力、提高学习兴趣、结合和促进其它课程学习将产生良好作用。单片机基础课程涉及到的模拟电子技术、数字电路等知识,是相对简单的,在课程中从应用的角度介绍即可,对单片机课程的教学没有影响。实际上,有些同学从大一就开始自学单片机而且都取得了很好的效果,这对我们教学是一个很好的启示。